(57)【要約】【課題】  小射出面積、高い指向性、及び、低損失を実現できる発光デバイス及びその製造方法、及び、この発光デバイスを用いた照明装置、及び、プロジェクタを提供すること。【解決手段】  発光デバイス１６は、照明光を射出する発光部２３を有する矩形状のＬＥＤ（発光素子）２５と、ＬＥＤ２５を固定する基板２６と、ＬＥＤ２５から射出された照明光を反射するミラー面２７Ａを有するスペーサ２７と、照明光が入射するデバイス側入射端面（入射端面）２８Ａと、デバイス側入射端面２８Ａから入射した照明光を全反射させる全反射面とされたテーパロッド側面２８Ｂと、デバイス側入射端面２８Ａよりも大きな面積とされテーパロッド側面２８Ｂで全反射した照明光を出射するデバイス側出射端面（出射端面）２８Ｃとを有するテーパロッド（柱状導光部）２８とを備えている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を射出する発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、
該発光素子を固定する基板と、
前記発光素子から射出された前記照明光を反射するミラー面を有するスペーサと、
前記照明光が入射する入射端面と、該入射端面から入射した前記照明光を全反射させる全反射面と、前記入射端面よりも大きな面積とされ前記全反射面で全反射した前記照明光を出射する出射端面とを有する少なくとも１つの柱状導光部とを備え、
前記スペーサには少なくとも上面が開放された凹部、又は、開口部が配され、
前記発光素子が、前記凹部の底面に対して、又は、前記開口部と前記スペーサの下面とに対して位置決めされ、
前記ミラー面が、前記凹部、又は、前記開口部の内側面に形成され、
前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積よりも前記スペーサ上面側開放面積の方が大きくされ、
前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面に、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が位置されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
照明光を射出する発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、
該発光素子を固定する基板と、
前記発光素子から射出された前記照明光を反射するミラー面を有するスペーサと、
前記照明光が入射する入射端面と、該入射端面から入射した前記照明光を全反射させる全反射面と、前記入射端面よりも大きな面積とされ前記全反射面で全反射した前記照明光を出射する出射端面とを有する少なくとも１つの柱状導光部とを備え、
前記スペーサには少なくとも上面が開放された凹部、又は、開口部が配され、
前記ミラー面が、前記凹部、又は、前記開口部の内側面に形成され、
前記ミラー面のうち最も前記スペーサの下面に近い位置と、前記発光部のうち最も前記基板に近い位置とが、前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面から深さ方向に略同一位置とされて、前記発光素子が前記スペーサの前記凹部底面に対して、又は、前記スペーサの下面に対して位置決めされ、
前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積よりも前記スペーサ上面側開放面積の方が大きくされ、
前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面に、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が位置されていることを特徴とする発光デバイス。
【請求項３】
少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面と前記スペーサ上面とが、略一致する位置に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が、前記入射端面の周縁部を前記ミラー面に当接させた状態で前記凹部、又は、前記開口部内に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記凹部、又は、前記開口部には、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体が充填され、
前記発光素子の少なくとも前記発光部が、前記透明体によって空気から遮断されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記発光素子が、前記基板に対してボンディングワイヤによって結線され、
前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記ボンディングワイヤの最大離間位置までの距離と略等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記発光素子の前記基板に対向する面に電極が配され、
該電極が前記基板に直接結線され、
前記凹部底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記発光素子の上面までの距離と略等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記スペーサに電極が配され、
前記発光素子が、前記電極を介して前記基板に直接結線され、
前記凹部底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記電極までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記凹部、又は、前記開口部における、前記スペーサ上面側開放面積をｍ１とし、
前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積をｍ２とし、
前記柱状導光部の前記出射端面の面積をｎ１とし、前記柱状導光部の前記入射端面の面積をｎ２としたとき、
ｎ１＞ｎ２≧ｍ１＞ｍ２
とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記凹部、又は、前記開口部における、前記スペーサ上面側開放面積をｍ１とし、
前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積をｍ２とし、
前記柱状導光部の前記出射端面の面積をｎ１とし、前記柱状導光部の前記入射端面の面積をｎ２としたとき、
ｎ１＞ｍ１＞ｎ２＞ｍ２
とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記スペーサ上面方向における前記ミラー面で囲まれた凹部または開口部の内寸が、前記スペーサ下面から前記スペーサ上面に向かって漸次拡大され、
前記入射端面方向における前記全反射面で囲まれた柱状導光部の内寸が、前記入射端面から前記出射端面に向かって漸次拡大されていることを特徴とする請求項９に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記発光素子を二つ備え、
二つの前記発光素子にそれぞれボンディングワイヤの一端が結線され、前記基板上に配された一つのパッドに前記ボンディングワイヤの他端が結線されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記パッドが、二つの前記発光素子の間に配されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記柱状導光部が、前記発光素子にそれぞれ対応して二つ配されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記柱状導光部が、二つの前記発光素子に対応して一つ配されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記スペーサと一体に形成され、少なくとも一つの前記柱状導光部を保持するロッド保持部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記ロッド保持部が、少なくとも一つの前記柱状導光部の前記出射端面と前記スペーサ上面との距離を一定に保持していることを特徴とする請求項１６に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記ロッド保持部が、少なくとも１つの前記柱状導光部を前記出射端面側で保持していることを特徴とする請求項１７に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記ロッド保持部が、前記発光素子から生じた熱を放熱する放熱部を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
請求項１から１９の何れか一つに記載の発光デバイスを複数備える照明装置であって、
前記柱状導光部の前記出射端面の法線が一定の範囲を有する交差領域内で交差するように、前記発光デバイスが前記交差領域を中心とする円周上に配されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２１】
請求項１から１９の何れか一つに記載の発光デバイスを複数備える照明装置であって、
前記柱状導光部の前記出射端面の法線が所定の範囲を有する交差領域内で交差するように、前記発光デバイスが前記交差領域を中心とする円周上に前記出射端面が隣接して配され、
二つの前記発光素子が、前記円周と略直交する方向に並んで配されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
前記発光デバイス毎に前記発光素子を時系列に順次発光させる発光デバイス制御手段と、
前記各発光デバイスからの前記照明光を集光して被照明領域を照明する集光手段とを備え、
前記発光デバイス制御手段が、前記被照明領域における照明光量の変動を所定範囲内に抑えることを特徴とする請求項２０又は２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
入力される画像情報に応じて照明光を射出する請求項１９から２１の何れか一つに記載の照明装置を備えるプロジェクタであって、
入力される画像情報に応じて前記照明装置が射出した照明光を変調する空間変調素子と、
前記空間変調素子で変調された照明光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２４】
請求項１から請求項１９の何れか一つに記載の発光デバイスの製造方法であって、
前記基板に対して前記スペーサの前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面を位置決めする第一のステップと、
前記スペーサ上面の開放部分に対して少なくとも一つの前記柱状導光部の前記入射端面を位置決めする第二のステップと、
前記入射端面で略塞がれた前記凹部内、又は、前記基板と前記入射端面とで塞がれた前記開口部内に、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体を、前記入射端面上に空気層を残さず、かつ、前記柱状導光部の前記全反射面を構成する側面に前記透明体を付着させないように充填する第三のステップとを備えていることを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【請求項２５】
請求項１から請求項１９の何れか一つに記載の発光デバイスの製造方法であって、
前記基板に対して前記スペーサの前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面を位置決めする第一のステップと、
前記凹部内、又は、前記基板で底面が塞がれた前記開口部内に、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体を注入する第二のステップと、
前記スペーサ上面の開放部分に少なくとも一つの前記柱状導光部の前記入射端面を、前記入射端面上に空気層を残さず、かつ、前記柱状導光部の前記全反射面を構成する側面に前記透明体を付着させないように移動して位置決めする第三のステップとを備えていることを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイス、この発光デバイスの製造方法、発光デバイスを用いた照明装置、及び、この照明装置を備えるプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤなどの拡散光を発する発光素子を照明用途に利用するため、発光素子から放出する光に指向性を持たせて効率良く照明させる技術として、例えば、図２５に示すように、発光素子１の上面１Ａ近傍に反射面２を配置して、発光素子１からの光を封止樹脂（透明体）３１を介して導光部側入射端面３に放出させるものがある。
このような技術の具体例として、発光素子を、屈折率差による反射面、またはミラー反射面で覆い、光ファイバに効率良く光を供給するものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
また、開口部がある反射箱で光源を覆い、開口部から射出した光をテーパ状の導光体を介して射出させて指向性を高めるものが提案されている。（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１０１０７７号公報
【特許文献２】特開平１０−８４１３７号公報
【特許文献３】特開平７−９８４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば、上記従来の技術では、図２５に示すように、発光素子１から放出する光の多くが、射出面５で全反射して射出されず損失が大きい。
また、特許文献１、２に記載の技術では、光ファイバに効率良く光を伝送することが出来るが、光ファイバには指向性を高める作用がないため、指向性が不十分となる。そのため、特許文献１に記載の技術では、指向性を高めるために反射面の長さを長くしているが、反射面での光吸収が顕著になってしまう。また、発光素子を覆う反射面は、発光素子、又は、その基板に対して位置決めされていないので、射出面積を小さくすることができない。
【０００４】
また、特許文献２に記載の技術では、発光素子近傍の反射面にも屈折率差による全反射を利用しているが、発光素子近傍では反射面に対して入射角が小さく、実際には光漏れが少なからず発生してしまう。
さらに、特許文献３に記載の技術では、導光体をテーパ状にすることによって指向性を高めることができるが、光源からの光が反射箱に反射する確率が高くなってしまい、反射率が照明効率に大きく影響してしまう。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、小射出面積、高い指向性、及び、低損失を実現できる発光デバイス及びその製造方法、及び、この発光デバイスを用いた照明装置、及び、プロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る発光デバイスは、照明光を射出する発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、該発光素子を固定する基板と、前記発光素子から射出された前記照明光を反射するミラー面を有するスペーサと、前記照明光が入射する入射端面と、該入射端面から入射した前記照明光を全反射させる全反射面と、前記入射端面よりも大きな面積とされ前記全反射面で全反射した前記照明光を出射する出射端面とを有する少なくとも１つの柱状導光部とを備え、前記スペーサには少なくとも上面が開放された凹部、又は、開口部が配され、前記発光素子が、前記凹部の底面に対して、又は、前記開口部と前記スペーサの下面とに対して位置決めされ、前記ミラー面が、前記凹部、又は、前記開口部の内側面に形成され、前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積よりも前記スペーサ上面側開放面積の方が大きくされ、前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面に、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が位置されていることを特徴とする。
【０００６】
この発光デバイスは、基板上で発光素子を凹部の底面、又は、開口部とスペーサ下面とに対して位置決めした際に、基板側から柱状導光部側に向かってミラー面の面積が拡大されているので、発光素子から射出した照明光をスペーサのミラー面で効率良く反射させ、柱状導光部に入射させる際の漏れを抑えて入射端面に入射させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る発光デバイスは、照明光を射出する発光部を有する少なくとも１つの発光素子と、該発光素子を固定する基板と、前記発光素子から射出された前記照明光を反射するミラー面を有するスペーサと、前記照明光が入射する入射端面と、該入射端面から入射した前記照明光を全反射させる全反射面と、前記入射端面よりも大きな面積とされ前記全反射面で全反射した前記照明光を出射する出射端面とを有する少なくとも１つの柱状導光部とを備え、前記スペーサには少なくとも上面が開放された凹部、又は、開口部が配され、前記ミラー面が、前記凹部、又は、前記開口部の内側面に形成され、前記ミラー面のうち最も前記スペーサの下面に近い位置と、前記発光部のうち最も前記基板に近い位置とが、前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面から深さ方向に略同一位置とされて、前記発光素子が前記スペーサの前記凹部底面に対して、又は、前記スペーサの下面に対して位置決めされ、前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積よりも前記スペーサ上面側開放面積の方が大きくされ、前記凹部、又は、前記開口部の前記スペーサ上面に、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が位置されていることを特徴とする。
【０００８】
この発光デバイスは、基板上で発光素子を凹部の底面、又は、開口部とスペーサ下面とに対して位置決めした際に、基板側から柱状導光部側に向かってミラー面の面積が拡大されているので、発光素子から射出した照明光をスペーサのミラー面で効率良く反射させ、柱状導光部からの漏れを抑えて入射端面に入射させることができる。また、発光素子を基板上に実装した際に発光部がスペーサ側に配されている場合には、発光素子全体でなく発光部のみをミラー面内に配することができ、より効率良く柱状導光部の入射端面に照明光を入射させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面と前記スペーサ上面とが、略一致する位置に配されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、柱状導光部の入射端面とスペーサ上面との間からの照明光の漏れを抑えることができる。
【００１０】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、少なくとも１つの前記柱状導光部の前記入射端面が、前記入射端面の周縁部を前記ミラー面に当接させた状態で前記凹部、又は、前記開口部内に挿入されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、柱状導光部、又は、スペーサを構成する樹脂の熱膨張や製造誤差があっても、柱状導光部の入射端面とミラー面との境界に隙間が生じるのを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記凹部、又は、前記開口部には、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体が充填され、前記発光素子の少なくとも前記発光部が、前記透明体によって空気から遮断されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、照明光が柱状導光部の入射端面に入射する際に、空気による反射光を抑えてミラー面で反射させた光の損失を抑えて柱状導光部内に導光することができる。
【００１２】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記発光素子が、前記基板に対してボンディングワイヤによって結線され、前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記ボンディングワイヤの最大離間位置までの距離と略等しいことを特徴とする。
この発光デバイスは、発光素子と基板とをボンディングワイヤで結線する際に、ボンディングワイヤの設置スペースを確保した状態で柱状導光部を位置決めすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記発光素子の前記基板に対向する面に電極が配され、該電極が前記基板に直接結線され、前記凹部底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記発光素子の上面までの距離と略等しいことを特徴とする。
この発光デバイスは、発光素子と基板とを結線することで、上面に電極用のスペースが不要な発光素子の場合、発光素子と柱状導光部の入射端面との距離を最小限にでき、全反射で導光できる光を多くすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記スペーサに電極が配され、前記発光素子が、前記電極を介して前記基板に直接結線され、前記凹部底面、又は、前記スペーサの下面から前記柱状導光部の前記入射端面までの距離が、前記基板の上面から前記電極までの距離よりも大きいことを特徴とする。
この発光デバイスは、発光素子の何れの側面もミラー面と対向させることができる。したがって、柱状導光部に入射できる光をさらに多くすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記凹部、又は、前記開口部における、前記スペーサ上面側開放面積をｍ１とし、前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積をｍ２とし、前記柱状導光部の前記出射端面の面積をｎ１とし、前記柱状導光部の前記入射端面の面積をｎ２としたとき、ｎ１＞ｎ２≧ｍ１＞ｍ２とされていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記凹部、又は、前記開口部における、前記スペーサ上面側開放面積をｍ１とし、前記凹部の底面面積、又は、前記開口部の前記スペーサ下面側開放面積をｍ２とし、前記柱状導光部の前記出射端面の面積をｎ１とし、前記柱状導光部の前記入射端面の面積をｎ２としたとき、ｎ１＞ｍ１＞ｎ２＞ｍ２とされていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記スペーサ上面方向における前記ミラー面で囲まれた凹部または開口部の内寸が、前記スペーサ下面から前記スペーサ上面に向かって漸次拡大され、前記入射端面方向における前記全反射面で囲まれた柱状導光部の内寸が、前記入射端面から前記出射端面に向かって漸次拡大されていることを特徴とする。
【００１８】
この発光デバイスは、何れの場合も広角度で出射する発光素子からの照明光を、所望の指向性に合わせて入射角度を変化させながら導光することができ、より好適に指向性を高めることができる。
【００１９】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記発光素子を二つ備え、二つの前記発光素子にそれぞれボンディングワイヤの一端が結線され、前記基板上に配された一つのパッドに前記ボンディングワイヤの他端が結線されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、発光素子を二つ備える場合、二つの発光素子の電極を共通化することができ、単純に二つのＬＥＤを並べた場合に比べて基板面積を縮小することができる。また、発光デバイス全体の電極数を減らすことができる。
【００２０】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記パッドが、二つの前記発光素子の間に配されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、ボンディングワイヤによって二つの発光素子を結線する際、ワイヤ結線方向を対向させることによって、スペーサのために発光素子近傍を覆うことができない領域を共通化することができ、発光効率の低下を抑えることができる。
【００２１】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記柱状導光部が、前記発光素子にそれぞれ対応して二つ配されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、発光素子別に柱状導光部に対向させてそれぞれ照明光を出射させることができ、各発光素子の指向性をより高めることができる。
【００２２】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記柱状導光部が、二つの前記発光素子に対応して一つ配されていることを特徴とする。
この発光デバイスは、柱状導光部の数を増やさなくても、より低コストで製作することができる。
【００２３】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記スペーサと一体に形成され、少なくとも一つの前記柱状導光部を保持するロッド保持部を備えていることを特徴とする。
この発光デバイスは、柱状導光部をスペーサに対してより安定した状態で位置決めさせることができる。
【００２４】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記ロッド保持部が、少なくとも一つの前記柱状導光部の前記出射端面と前記スペーサ上面との距離を一定に保持していることを特徴とする。
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記ロッド保持部が、少なくとも１つの前記柱状導光部を前記出射端面側で保持していることを特徴とする。
【００２５】
この発光デバイスは、柱状導光部が熱膨張しても、スペーサ上面と出射端面との相対位置を変化させずに、柱状導光部の入射端面側をスペーサの凹部又は開口部内に入り込ませることができ、構成する樹脂の熱膨張や製造誤差をより好適に吸収させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る発光デバイスは、前記発光デバイスであって、前記ロッド保持部が、前記発光素子から生じた熱を放熱する放熱部を備えていることを特徴とする。
この発光デバイスは、基板側だけでなくロッド保持部側からも放熱させることができ、より安定して照明光を出射させることができる。
【００２７】
本発明に係る照明装置は、本発明に係る発光デバイスを複数備える照明装置であって、  前記柱状導光部の前記出射端面の法線が一定の範囲を有する交差領域内で交差するように、前記発光デバイスが前記交差領域を中心とする円周上に配されていることを特徴とする。
この照明装置は、本発明に係る発光デバイスを備えているので、複数の柱状導光部の出射端面から指向性の高い照明光を出射して、交差領域内に多光量の光を集光することができる。
【００２８】
また、本発明に係る照明装置は、本発明に係る発光デバイスを複数備える照明装置であって、前記柱状導光部の前記出射端面の法線が所定の範囲を有する交差領域内で交差するように、前記発光デバイスが前記交差領域を中心とする円周上に前記出射端面が隣接して配され、二つの前記発光素子が、前記円周と略直交する方向に並んで配されていることを特徴とする。
【００２９】
この照明装置は、構成する発光デバイスの出射端面が小さいため、発光デバイスを円周状に配した際に、照明装置を小型にすることができる。また、発光デバイスの出射端面と基板の位置が離れているため、基板側の面積を確保することができ、小型化しても放熱面を確保することができる。
【００３０】
この照明装置は、発光デバイスの発光素子に配向特性があっても、発光デバイス制御手段にて発光デバイスの照明光量の変動を所定範囲内に抑えることによって集光手段に照明ムラを抑えて集光させることができ、安定した光量で被照明領域を照明することができる。
【００３１】
本発明に係るプロジェクタは、本発明に係る照明装置を備えるプロジェクタであって、入力される画像情報に応じて前記照明装置が射出した照明光を変調する空間変調素子と、前記空間変調素子で変調された照明光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを備えていることを特徴とする。
このプロジェクタは、発光素子からの光量損失を最小限にした状態で柱状導光部の出射端面を仮想光源とする照明光学系（例えばケーラー照明光学系）を構成することができ、この均一な照度分布の照明光を空間変調手段で変調した光学像をスクリーンに結像させることができる。
【００３２】
本発明に係る発光デバイスの製造方法は、本発明に係る発光デバイスの製造方法であって、前記基板に対して前記スペーサの前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面を位置決めする第一のステップと、前記スペーサ上面の開放部分に対して少なくとも一つの前記柱状導光部の前記入射端面を位置決めする第二のステップと、前記入射端面で略塞がれた前記凹部内、又は、前記基板と前記入射端面とで塞がれた前記開口部内に、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体を、前記入射端面上に空気層を残さず、かつ、前記柱状導光部の前記全反射面を構成する側面に前記透明体を付着させないように充填する第三のステップとを備えていることを特徴とする。
この発光デバイスの製造方法は、柱状導光部を位置決めしてから透明体を充填するので、凹部、又は、開口部内の空気を効率良く追い出すのに必要十分な量の透明体を充填しながら組立てることができる。
【００３３】
また、本発明に係る発光デバイスの製造方法は、本発明に係る発光デバイスの製造方法であって、前記基板に対して前記スペーサの前記凹部の底面、又は、前記スペーサの下面を位置決めする第一のステップと、前記凹部内、又は、前記基板で底面が塞がれた前記開口部内に、前記柱状導光部の屈折率よりも低屈折率の透明体を注入する第二のステップと、前記スペーサ上面の開放部分に少なくとも一つの前記柱状導光部の前記入射端面を、前記入射端面上に空気層を残さず、かつ、前記柱状導光部の前記全反射面を構成する側面に前記透明体を付着させないように移動して位置決めする第三のステップとを備えていることを特徴とする。
この発光デバイスの製造方法は、透明体を充填してから柱状導光部の位置決めを行うので、光学素子と入射端面とを正確に位置決めすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、発光素子からの照明光の射出面積の拡大を抑えて指向性を高めることができ、その際の損失を少なくすることができる。したがって、高効率な発光デバイスや、これを備える照明装置、及び、プロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明に係る第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ１０は、図１に示すように、入力される画像情報に応じて照明光を射出する照明装置１１と、照明装置１１の後述する装置側出射端面１８Ｃ近傍に配され光束形状を所望の形状に変換する光束形状変換ディフューザ１２と、光束形状変換ディフューザ１２を通過した照明光を所望の状態に変調させる光変調素子１３と、照明装置１１の装置側出射端面１８Ｃを仮想光源とした場合に、光変調素子１３上に光学瞳を作るケーラー照明光学系を構成させる照明レンズ１５とを備えている。
【００３６】
照明装置１１は、図１及び図２に示すように、後述するデバイス側出射端面２８Ｃの法線が略１点で交差するように、この交差領域を中心点とする円周上に配された複数の発光デバイス１６と、発光デバイス１６毎に時系列に順次発光させる発光デバイス制御手段１７と、発光デバイス１６からの照明光が入射する装置側入射端面１８Ａと入射した光を全反射させながら集光するＬ字状の全反射面１８Ｂと集光した光を照明光として射出する装置側出射端面１８Ｃとを有する２本の角型導光ロッド部材（集光手段）１８と、角型導光ロッド部材１８を支持するロッドホルダ２０と、発光デバイス１６の配設中心位置を通る回動軸２１回りにロッドホルダ２０を回動させる駆動部２２とを備えている。
【００３７】
発光デバイス１６は、図３に示すように、照明光を射出する発光部２３を有する矩形状の発光素子であるＬＥＤ２５と、ＬＥＤ２５を固定する基板２６と、ＬＥＤ２５から射出された照明光を反射するミラー面２７Ａを有するスペーサ２７と、照明光が入射するデバイス側入射端面（入射端面）２８Ａと、デバイス側入射端面２８Ａから入射した照明光を全反射させる全反射面とされたテーパロッド側面２８Ｂと、デバイス側入射端面２８Ａよりも大きな面積とされテーパロッド側面２８Ｂで全反射した照明光を出射するデバイス側出射端面（出射端面）２８Ｃとを有するテーパロッド（柱状導光部）２８とを備えている。
【００３８】
スペーサ２７は矩形状に形成されており、上面２７Ｂには矩形状に開放された開口部３０が配されている。この開口部３０に、ＬＥＤ２５が開口部３０とスペーサ２７の下面２７Ｃとに対して位置決めされている。
ミラー面２７Ａは、開口部３０の内側面に形成されている。
開口部３０の開口面積とテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａの面積とは略同一の大きさとされており、テーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａと、スペーサ２７の上面２７Ｂとが一致するようにして開口部３０にテーパロッド２８が配されている。
テーパロッド２８は角形に形成されており、デバイス側入射端面２８Ａ及びデバイス側出射端面２８Ｃがともに矩形に形成されている。
スペーサ２７の開口部３０には、テーパロッド２８の屈折率よりも低屈折率の封止樹脂（透明体）３１が充填され、ＬＥＤ２５の発光部２３が、封止樹脂３１によって空気から遮断されている。
【００３９】
スペーサ２７の開口部３０は、スペーサ２７の下面２７Ｃ側の開放面積よりもスペーサ２７の上面２７Ｂ側の開放面積の方が大きくされており、ミラー面２７Ａの面積は、スペーサ２７の下面２７Ｃからスペーサ２７の上面２７Ｂに向かって漸次拡大され、テーパロッド２８のテーパロッド側面２８Ｂの面積が、デバイス側入射端面２８Ａからデバイス側出射端面２８Ｃに向かって漸次拡大されて形成されている。
【００４０】
すなわち、開口部３０において、スペーサ２７の上面２７Ｂ側の開放面積をｍ１とし、開口部３０のスペーサ２７の下面２７Ｃ側の開放面積をｍ２とし、テーパロッド２８のデバイス側出射端面２８Ｃの面積をｎ１とし、テーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａの面積をｎ２としたとき、ｎ１＞ｎ２＝ｍ１＞ｍ２とされている。ここで、条件としてはｎ１＞ｎ２≧ｍ１＞ｍ２であれば良い。すなわち、この条件が成立していれば、スペーサ２７の上面２７Ｂ側の開放部分から、テーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａ外に光が漏れにくくなり、ロスの少ない発光デバイスが実現できる。
ＬＥＤ２５の下面と基板２６との間には電極３２Ａ、３２Ｂが配されている。  
【００４１】
角型導光ロッド部材１８は、発光デバイス１６のデバイス側出射端面２８Ｃを矩形とし、さらに入射端面１８Ａをデバイス側出射端面２８Ｃに近接させることで効率を高めることができる。
なお、このＬ字状の角型導光ロッド部材１８は、一体成形で製作しても良く、各面を接合して形成しても良い。
光束形状変換ディフューザ１２は、角型導光ロッド部材１８から射出される光束の角度強度分布を照明領域における位置強度分布に変換するものとされている。
【００４２】
発光デバイス制御手段１７は、装置側出射端面１８Ｃから出射した射出光の光量をモニタする光量モニタ３５と、射出光の一部を光量モニタ３５に導光するため装置側出射端面１８Ｃ付近に配された導光板３６と、光量モニタ３５でモニタした射出光の増減に応じて光量が最適となるようＬＥＤ２５の駆動電流をフィードバック制御してＬＥＤ２５を点灯させるＬＥＤ駆動回路３７と、ロッドホルダ２０に配されロッドホルダ２０の回転位置を検出する回転センサ３８と、回転センサ３８で検出したロッドホルダ２０の回転位置に基づいて、ＬＥＤ２５の発光タイミングを制御する発光タイミング制御回路４０とを備えている。
駆動部２２は、回動軸２１と接続されたモータ４１と、モータ４１を駆動させるモータ駆動回路４２とを備えている。
【００４３】
この発光デバイス１６の製造方法は、図４に示すように、基板２６にＬＥＤ２５を実装した後、基板２６に対してスペーサ２７の下面２７Ｃを位置決めする第一のステップ（Ｓ０１）と、スペーサ２７の上面２７Ｂの開口部３０に対してテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａを位置決めする第二のステップ（Ｓ０２）と、基板２６とデバイス側入射端面２８Ａとで塞がれた開口部３０内に、封止樹脂３１を、デバイス側入射端面２８Ａ上に空気層を残さず、かつ、テーパロッド２８の全反射面を構成するテーパロッド側面２８Ｂに封止樹脂３１を付着させないように充填する第三のステップ（Ｓ０３）とを備えている。
このようにして発光デバイス１６を複数製造した後、照明装置１１を構成してプロジェクタ１０内に組み込む。
【００４４】
次に、本実施形態に係る発光デバイス１６、照明装置１１、及び、プロジェクタ１０の操作方法、及び、作用・効果について説明する。
まず、発光タイミング制御回路４０によって、複数の発光デバイス１６の発光タイミングを順次切り替えてパルス発光させる。同時に、デバイス側出射端面２８Ｃからの放射光を取込むために駆動部２２を駆動して、角型導光ロッド部材１８の装置側入射端面１８Ａが発光した発光デバイス１６のデバイス側出射端面２８Ｃと対向するようにロッドホルダ２０を回転させる。
【００４５】
ＬＥＤ２５から出射した光は、直接又はミラー面２７Ａに反射して封止樹脂３１内を透過しながらデバイス側入射端面２８Ａに入射する。
入射した照明光は、テーパロッド２８のテーパロッド側面２８Ｂで全反射しながらデバイス側出射端面２８Ｃに到達して出射する。
角型導光ロッド部材１８の装置側入射端面１８Ａから入射した光は、テーパロッド２８内と同様に角型導光ロッド部材１８内を全反射しながら進行し、装置側出射端面１８Ｃから出射される。
この際、角型導光ロッド部材１８が変移しても、角型導光ロッド部材１８から射出される光束の角度強度分布は変化しない。したがって、照明レンズ１５を透過した照明光は光変調素子１３上で照明ムラのない光学瞳を形成する。
【００４６】
なお、図５に示すように、テーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａが、デバイス側入射端面２８Ａの周縁部２８Ｄをミラー面２７Ａに当接させた状態で開口部４３内に挿入させてもよい。この場合、テーパロッド２８、又は、スペーサ２７を構成する樹脂の熱膨張や製造誤差があっても、テーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａとミラー面２７Ａとの境界に隙間が生じるのを抑えることができ、ミラー面２７Ａで反射した光がテーパロッド２８に入射する際に、デバイス側入射端面２８Ａにより確実に入射させることができる。
【００４７】
この発光デバイス１６によれば、基板２６上でＬＥＤ２５を開口部３０とスペーサ２７の下面２７Ｃとに対して位置決めした際に、基板２６側からテーパロッド２８側に向かってミラー面２７Ａの面積が拡大されているので、ＬＥＤ２５から射出した照明光をスペーサ２７のミラー面２７Ａで効率良く反射させ、テーパロッド２８に入射する際の漏れをより好適に抑えてデバイス側入射端面２８Ａに入射させることができる。
【００４８】
また、封止樹脂３１とテーパロッド入射端面２８Ａの間に空気層を介さないので、テーパロッド入射端面２８Ａで反射する光がなく、効率良くテーパロッドに入射させることができる。
さらに、スペーサ２７のミラー面２７Ａ及びテーパロッド２８のテーパロッド側面２８Ｂが、入射側から出射側に向けてテーパ状に拡大して形成され、その際のミラー面２７Ａの拡大する割合がテーパロッド側面２８Ｂの拡大する割合よりも大きいため、比較的広角度で出射するＬＥＤ２５からの照明光を、入射角度を変化させながら所望の指向性に合わせてデバイス側出射端面２８Ｃに導光することができ、より好適に指向性を高めることができる。
【００４９】
また、この発光デバイス１６を備える照明装置１１によれば、複数のテーパロッド２８のデバイス側出射端面２８Ｃから指向性の高い照明光を出射して、交差領域内に多光量の光を集光することができる。
また、発光デバイス制御手段１７にて発光デバイス１６のＬＥＤ２５の照明光量の変動を所定範囲内に抑えることによって、角型導光ロッド部材１８に照明ムラを抑えて集光させることができ、安定した光量で被照明領域を照明することができる。
【００５０】
また、この照明装置１１を備えるプロジェクタ１０によれば、ＬＥＤ２５からの光量損失を最小限にした状態で装置側出射端面１８Ｃを仮想光源とするケーラー照明光学系を構成することができ、均一な照度分布の光学像を結像させることができる。
【００５１】
次に、第２の実施形態について図６を参照しながら説明する。
なお、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス５０において、ＬＥＤ５１が、基板２６に対してＬＥＤ５１の上面５１Ａからボンディングワイヤ５２によって結線されているとし、その際に、スペーサ５３の下面５３Ｃからテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａまでの距離Ｌが、基板２６の上面２６Ａからボンディングワイヤ５２の最大高さ（最大離間位置）までの距離Ｌ´と略等しいとされた点である。
【００５２】
この発光デバイス５０によれば、ＬＥＤ５１と基板２６とをボンディングワイヤ５２で結線する際に、封止樹脂３１の充填スペースやボンディングワイヤ５２の設置スペースを十分に確保した状態で、上記第１の実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００５３】
次に、第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第３の実施形態と第２の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス５５に係るスペーサ５６のミラー面５６Ａの一部に電極５７Ａ、５７Ｂの一部を配してＬＥＤ５１とボンディングワイヤ５２にて結線させた点である。
この発光デバイス５５によれば、上述と同様の作用・効果を得ることができる上、ボンディングワイヤが必要な場合においてもＬＥＤ５１を図３と同様に４つの反射面で囲うことができ、テーパロッドに効率良く導光することができる。さらに、ボンディングワイヤ５２の長さを短くすることができる。
【００５４】
次に、第４の実施形態について図８を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第４の実施形態と第３の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス６０は、スペーサ６１の内部に電極６２Ａ、６２Ｂが配され、ＬＥＤ６３が、電極６２Ａ、６２Ｂを介して基板２６に直接結線され、スペーサ６１の下面６１Ｃからテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａまでの距離Ｌが、基板２６の上面２６Ａから電極６２Ａ、６２Ｂまでの距離Ｌ´´よりも大きいとされた点である。
【００５５】
この発光デバイス６０によれば、通常ボンディングワイヤ５２が必要な場合においてもＬＥＤ６３を図３と同様に４つの反射面で囲うことができ、さらに、電極６２Ａ、６２Ｂを設ける高さ方向のスペースを減らすことで、テーパロッド２８をＬＥＤ６３により近づけられる。また、基板が絶縁体で形成されている場合も対応できる。
【００５６】
次に、第５の実施形態について図９を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第５の実施形態と上記他の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス６５は、スペーサ６６と電極６７Ａ、６７Ｂとが一体に形成されており、ＬＥＤ６８の基板２６に対向する面に電極６７Ａ、６７Ｂが配されて電極６７Ａ、６７Ｂが基板２６に直接結線され、スペーサ６５の下面６５Ｃからテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａまでの距離Ｌが、基板２６の上面２６ＡからＬＥＤ６８の上面６８Ａまでの距離Ｌ´´´と略等しいとされた点である。
【００５７】
ＬＥＤ６８がフリップチップ構造とされる場合には、ＬＥＤ６８の上面６８Ａ側に電極を設けるためのスペースを設ける必要がなく、封止樹脂３１を充填する際にＬＥＤ６８を最低限覆うだけの樹脂高さ分で済む。
したがって、この発光デバイス６５によれば、ＬＥＤ６８と基板２６とを結線しても、ＬＥＤ６８とテーパロッド２８のデバイス側入射端面２８Ａとの距離Ｌを最小限にすることができる。
【００５８】
次に、第６の実施形態について図１０から図１２を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第６の実施形態と上記他の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス７０が、図１０に示すように、二つのテーパロッド７１と、二つのＬＥＤ５１と、基板７２上に配され、ＬＥＤ５１のそれぞれに一端７３ａが結線されたボンディングワイヤ７３の他端７３ｂが結線された一つのパッド７４と、スペーサ７５と一体に形成されて二つのテーパロッド７１を保持するロッド保持部７６を備えているとした点である。
【００５９】
パッド７４は、二つのＬＥＤ５１の間に配されており、テーパロッド７１は、ＬＥＤ５１のそれぞれに対応して配されている。
二つのテーパロッド７１のデバイス側入射端面７１Ａはそれぞれのテーパロッド７１に対応して離間して配されているが、デバイス側出射端面７１Ｃは共通の面として形成されている。
スペーサ７５のミラー面７５Ａは、二つのＬＥＤ５１から射出した光をそれぞれのデバイス側入射端面７１Ａに入射可能に形成されている。
ロッド保持部７６は、テーパロッド７１のデバイス側出射端面７１Ｃ側を保持しており、テーパロッド７１のデバイス側出射端面７１Ｃとスペーサ７５の上面７５Ｂとの距離を一定に保持した状態でスペーサ７５の上面７５Ｂに立設されている。
ボンディングワイヤ７３でパッド７４に結線された二つのＬＥＤ５１のそれぞれの裏面側には、両者に共通の電極７７Ａが接続している。そして、パッド７４は図１０（ｃ）に示すように基板７２内で電極７７Ｂと接続している。
【００６０】
照明装置７８は、図１１に示すように、各発光デバイス７０が、デバイス側出射端面７１Ｃの法線が略１点（交差領域）で交差するように、発光デバイス７０がこの１点を中心とする円周上にデバイス側出射端面７１Ｃが隣接した状態で配されている。このとき、二つのＬＥＤ５１は、各発光デバイス７０が隣接する方向となる円周方向と略直交する方向に並んで配されて構成されている。
【００６１】
発光デバイス７０を製造する場合には、図１２に示すように、パッド７４の配設位置部分の開口部７９内に封止樹脂３１を流入して充填させる。
この発光デバイス７０も、上記実施形態と同様の操作方法、及び、作用によって、同様の効果を得ることができる。
その際、ボンディングワイヤ７３によって二つのＬＥＤ５１を結線する際、ボンディングワイヤ７３の結線方向を対向させることによって、スペーサ７５のためにＬＥＤ５１の近傍を覆うことができない領域を共通化することができ、発光効率の低下を抑えることができる。
したがって、二つのＬＥＤ５１のそれぞれ一方の電極をパッド７４として共通化することができ、基板７２の面積を縮小して小型化することができる。また、発光デバイス７０全体の電極数を減らすことができる。
【００６２】
また、各ＬＥＤ５１にテーパロッド７１をそれぞれ対応させることによって、各ＬＥＤ５１から各テーパロッド７１に対向させてそれぞれ照明光を出射させることができ、各ＬＥＤ５１の指向性をより高めることができる。
この際、ロッド保持部７６によって、テーパロッド７１をスペーサ７５に対してより安定した状態で位置決めさせることができる。
【００６３】
さらに、デバイス側出射端面７１Ｃ側を支持するので、テーパロッド７１が熱膨張しても、スペーサ７５の上面７５Ｂとデバイス側出射端面７１Ｃとの相対位置は変化させずに、デバイス側入射端面７１Ａをスペーサ７５の開口部７９内に入り込ませることができ、スペーサ７５やロッド保持部７６を構成する樹脂の熱膨張や製造誤差をより好適に吸収させることができる。
【００６４】
また、この照明装置７８によれば、デバイス側出射端面７１Ｃが小さいため、発光デバイス７０を図２のように円周状に配した際に、照明装置７８を小型にすることができる。そして、発光デバイス７０の出射端面７１Ｃと基板７２との位置が離れているため、円周の外周部にあたる基板７２の面積は、円周の内周部にあたる出射端面７１Ｃの面積より広くすることができ、小型化しても放熱面を確保することができる。
【００６５】
次に、第７の実施形態について図１３を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第７の実施形態と上記第６の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス８０のロッド保持部８１が、ＬＥＤから生じた熱を放熱する放熱部８２を備えているとした点である。
放熱部８２は、ロッド支持部８１の外方に向かって突出して配された複数の放熱フィン８３を備えている。
【００６６】
この発光デバイス８０によれば、上記第６の実施形態と同様の作用・効果を得ることができるが、放熱部８２によって、基板側だけでなくロッド保持部８１側からもＬＥＤから発生する熱を放熱させることができ、より安定して照明光を出射させることができる。
【００６７】
次に、第８の実施形態について図１４を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第８の実施形態と上記他の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る発光デバイス８５が、二つのＬＥＤ８６に対して一つのテーパロッド８７を備えているとした点である。
すなわち、二つのＬＥＤ８６が一つのデバイス側入射端面８７Ａに対向して配されている。
【００６８】
この発光デバイス８５によれば、二つのＬＥＤ８６からの出射光を一つのデバイス側入射端面８７Ａに入射させても、上記第６の実施形態と同様の作用によって、同様の効果を得ることができる。
この際、上記第６の実施形態の場合よりもテーパロッドの数を減らすことができ、より低コストで発光デバイス８５を製作することができる。
【００６９】
次に、第９の実施形態について図１５から図１８を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第９の実施形態と上記第６の実施形態との異なる点は、図１５に示すように、本実施形態に係る発光デバイス９０のスペーサ９１において、ミラー面９１Ａのスペーサ９１の下面９１Ｃの位置と、ＬＥＤ９２の発光部２３のうち最も基板９３に近い位置とが、開口部９４のスペーサ９１の上面９１Ｂから深さ方向に略同一位置とされて、ＬＥＤ９２がスペーサ９１の下面９１Ｃに対して位置決めされているとした点である。
基板９３には、ＬＥＤ９２を載置するための凹部９５が配されている。凹部９５の深さは、上記の関係を成立させるのに好適な深さとされている。
【００７０】
ここで、ＬＥＤは主に構造面から次の３種類に大きく分けることができる。
まず一つめは、図１６（ａ）に示すように、発光部２３がＬＥＤ９６の上面９６Ａ側にあり、ＬＥＤ９６自身のＬＥＤ基板９７が光を透過するタイプの場合である。二つめは、図１６（ｂ）に示すように、発光部２３がＬＥＤ９８の下面９８Ｂ側にあり、ＬＥＤ基板１００が光を透過するタイプの場合である。三つめは、図１６（ｃ）に示すように、発光部２３がＬＥＤ９２の上面９２Ａ側にあり、発光部２３の下側に反射面が形成されているか、又は、ＬＥＤ基板１０１が光を吸収するタイプのものである。
ＬＥＤ９６、９８の場合は、ＬＥＤ全体からの発光とされるので、スペーサ９１の下面９１Ｃは、基板９３に対して位置決めする必要がある。しかし、ＬＥＤ９２の場合は、上述のような位置決めによるものに限らず、ミラー面９１Ａの下端を発光部２３の下面２３Ａに一致させることができる。したがって、本実施形態に係る発光デバイス９０は、このようなＬＥＤ９２に対応したものである。
【００７１】
この発光デバイス９０の製造方法は、図１７に示すように、基板９３にＬＥＤ９２を実装した後、基板９３に対してスペーサ９１の下面９１Ｃを位置決めする第一のステップ（Ｓ１１）と、基板９３で底面が塞がれた開口部９４内に、封止樹脂３１を注入する第二のステップ（Ｓ１２）と、スペーサ９１の上面９１Ｂの開放部分に、テーパロッド７１のデバイス側入射端面７１Ａを、デバイス側入射端面７１Ａ上に空気層を残さず、かつ、テーパロッド７１の全反射面を構成するテーパロッド側面７１Ｂに封止樹脂３１を付着させないように移動して位置決めする第三のステップ（Ｓ１３）とを備えている。
すなわち、本実施形態において、第二のステップと第三のステップとが、第１の実施形態の場合と入れ替えたものとされている。
【００７２】
この製造方法は、テーパロッド７１を開口部９４に位置決めした後、開口部９４から溢れるまで封止樹脂３１を充填するので、開口部９４内の空気を効率良く追い出すのに必要十分な量の封止樹脂３１にて組立てることができる。
この発光デバイス９０によれば、図１８に示すように、ミラー面９１Ａの勾配が上記他の実施形態と同じ場合でも、スペーサ９１の下面９１ＣがＬＥＤ９２の下側に位置する時（点線の状態）に比べ、スペーサ９１の下面９１ＣがＬＥＤ９２の発光部２３の下側に位置する時（実線の状態）の方が、スペーサ９１の上面９１Ｂの開口部９４をより小さくすることができ（図１８に示すように距離ｐだけ片側で小さくすることができ）、結果、テーパロッド２８の入射端２８Ａの面積を小さくできるので、テーパロッド２８の出射端面２８Ｃから射出する光の指向性を高めることができる。
【００７３】
また、基板９３上でＬＥＤ９２を開口部９４とスペーサ９１の下面９１Ｃとに対して位置決めした際に、基板９３側からテーパロッド７１側に向かって、スペーサ上面９１Ｂの方向におけるミラー面９１Ａで囲まれた開口部の内寸が拡大されているので、ＬＥＤ９２から射出した照明光をスペーサ９１のミラー面９１Ａで効率良く反射させ、テーパロッド７１からの漏れを抑えてデバイス側入射端面９１Ａに入射させることができる。この際、発光部２３のみをミラー面９１Ａ内に配することができ、より効率良くデバイス側入射端面９１Ａに照明光を入射させることができる。
【００７４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スペーサに開口部を配しているが、開口部の代わりに、スペーサの上面に開放部を有する凹部とし、凹部内にＬＥＤを載置したものでも構わない。
【００７５】
また、発光部２３が上面側に配されたＬＥＤ１０２に対して一つのテーパロッド２８を備える場合には、図１９に示すように、スペーサ１０３に、封止樹脂３１を充填するための樹脂注入口１０４と、封止樹脂３１を押し出すための樹脂脱出口１０５とを配したものとしても構わない。
この製造方法の場合、第一のステップ（Ｓ１１）の後、第二のステップ（Ｓ１２）において、樹脂脱出口１０５から一部が溢れるまで樹脂注入口１０４から封止樹脂３１を注入して充填する。そして、第三のステップ（Ｓ１３）にてテーパロッド２８を位置決めする際、さらに樹脂脱出口１０５から樹脂を脱出させながら行う。
この発光デバイス１０６の製造方法によれば、樹脂の流入および流出路を確保できるので、空気の混入を更に防止することができる。位置決めを正確に行うとともに、テーパロッド２８とＬＥＤ１０２との間で空気の流入を遮断することができる。
【００７６】
さらに、図２０に示すように、デバイス側入射端面１１０Ａ及びデバイス側出射端面１１０Ｃがともに円形状とされた円錐状のテーパロッド１１０としても構わない。この場合、スペーサ１１１の開口部１１２も円錐状とされる。
また、デバイス側入射端面を平面形状ではなく、図２１に示すように、一部に凹部１１５が形成されたデバイス側入射端面１１６Ａを有するテーパロッド１１６としても構わない。この場合、例えば、ボンディングワイヤ５２で結線する際に、ボンディングワイヤ５２の一部を凹部１１５内に収納した状態で組立てることができる。
【００７７】
また、ロッド支持部１１７は、図２２に示すように、デバイス側出射端面７１Ｃ側のテーパロッド側面７１Ｂを支持するものとしても構わない。
また、一つのスペーサ及び基板内に配するテーパロッド及びＬＥＤは、一つ又は二つに限らず、図２３に示すように、それぞれ三つ以上を並設させた発光デバイス１２０としても構わない。
また、スペーサ下部はＬＥＤに接触しているように図示してきたが、これに限定されるわけではなく、製作上可能なかぎり近づければ効率の良い発光デバイスを実現できる。
【００７８】
更に、図２４に示すように、スペーサ上面側開放面積をｍ１とし、スペーサの凹部の底面面積または開口部のスペーサ下面側開放面積をｍ２とし、テーパロッド出射端面の面積をｎ１とし、テーパロッド入射端面の面積をｎ２としたとき、ｎ１＞ｍ１＞ｎ２＞ｍ２となるような構成にしても良い。このような条件とすることで、図３のｎ１＞ｍ１≧ｎ２＞ｍ２のような場合に比べて、ＬＥＤから射出する光線の光束のうち内側（射出角度が狭い）領域の光線をテーパロッド入射端面に入射させることができる。加えて、テーパロッド入射端面の面積を図３のｎ１＞ｍ１≧ｎ２＞ｍ２のような場合に比べて小さくすることができ、結果、入射端と出射端の面積比を大きくすることができるので、テーパロッド出射端面から射出する光の指向性を更に高めることができる。照明光が入射する角度に制限があるＬＣＤ等の変調素子を照明する際には有益である。
また、スペーサと基板とは図２４のように電極を包み込むように一体成形されたスペーサ１２５とされていても構わない。このように一体成型することによって部品点数が減るので生産が比較的容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタ及び照明装置の構成の要部を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る（ａ）発光デバイスを示す断面図（ｂ）発光デバイスの各構成部品の組立て状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る（ａ）発光デバイスを示す要部断面図（ｂ）発光デバイスを示す要部断面図（ｃ）の各構成部品の組立て状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る（ａ）発光デバイスを示す要部断面図（ｂ）発光デバイスを示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る（ａ）発光デバイスを示す要部断面図（ｂ）発光デバイスを示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る（ａ）発光デバイスの各構成部品の組立て状態を示す斜視図（ｂ）発光デバイスを示す斜視図（ｃ）発光デバイスを示す断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る照明装置の要部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る発光デバイスを示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る発光デバイスのロッド支持部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る（ａ）発光デバイスの各構成部品の組立て状態を示す斜視図（ｂ）発光デバイスを示す断面図である。
【図１６】ＬＥＤと基板との結線状態をＬＥＤの種類別に示す説明図である。
【図１７】本発明の第９の実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示すフロー図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態に係る発光デバイスの効果を示す説明図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係る（ａ）発光デバイスの各構成部品の組立て状態を示す斜視図（ｂ）発光デバイスを示す断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスを示す斜視図である。
【図２１】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスを示す断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスを示す斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスを示す斜視図である。
【図２４】本発明の他の実施形態に係る発光デバイスを示す斜視図である。
【図２５】従来の発光デバイスを示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  プロジェクタ
１１、７８  照明装置
１６、５０、５５、６０、６５、７０、８０、８５、９０、１２０  発光デバイス
１７  発光デバイス制御手段
１８  角型導光ロッド部材（集光手段）
２３  発光部
２５、５１、６８、８６、９２、９６、９８、１０２  ＬＥＤ（発光素子）
２６、７２、９３  基板
２７、５６、６１、６６、７５、９１、１０３、１１１  スペーサ
２７Ａ、５６Ａ、６１Ａ、７５Ａ、９１Ａ  ミラー面
２８、７１、８７、１１０、１１６  テーパロッド（柱状導光部）
２８Ａ、７１Ａ、８７Ａ、１１０Ａ、１１６Ａ  デバイス側入射端面（入射端面）
２８Ｂ、７１Ｂ  テーパロッド側面（全反射面）
２８Ｃ、７１Ｃ、１１０Ｃ  デバイス側出射端面（出射端面）
３０、７９、９４、１１２  開口部
３１  封止樹脂（透明体）
５２、７３  ボンディングワイヤ
７４  パッド
７６、８１、１１７  ロッド保持部
８２  放熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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